TT Trạm Thời đoạn 1974-1993 Thời đoạn 1994-2013
Tỉ lệ giữa thời đoạn sau và thời đoạn đầu
RĐ RH RĐ RH RĐ (%) RH (%) 1 Bắc Kạn 50 25 39 19 78 76 2 Định Hóa 44 21 39 17 89 81 3 Thái Nguyên 43 22 30 16 70 73 4 Tam Đảo 99 66 90 59 90 89 5 Vĩnh Yên 28 11 22 8 79 73 6 Bắc Ninh 30 15 24 12 80 80
2) Sự xuất hiện số ngày nắng nóng (NN) và số ngày nắng nóng gay gắt (NNGG)
Nói chung trong lưu vực sơng Cầu ít xuất hiện NN (nhiệt độ tối cao ≥ 350C) và NNGG (nhiệt độ tối cao ≥ 370C). Kết quả thống kê và tính tốn trên chuỗi số liệu thực đo từ năm 1974-2013 cho thấy, tại trạm Bắc Kạn trung bình mỗi năm có 11,8 ngày NN và 0,5 ngày NNGG; tại trạm Thái Nguyên có 16,5 ngày NN và 1,5 ngày NNGG, tại trạm Vĩnh Yên có 19,6 ngày NN và 3,6 ngày NNGG, tại trạm Bắc Ninh có 12,1 ngày NN và 1,2 ngày NNGG; tại trạm Tam Đảo chỉ có 1 ngày NN và trong suốt 40 năm qua chỉ xuất hiện 1 ngày NNGG (năm 2008).
3) Biến đổi của số ngày mưa lớn
Hệ số góc đường xu thế tuyến tính của số ngày mưa lớn (lượng mưa lớn hơn hoặc bằng 50 mm trong vòng 24 giờ) trong năm tại các trạm trên lưu vực được dẫn ra trong hình 3.10.
Hình 3. 10. Hệ số góc a1 (ngày/năm) của đường xu thế tuyến tính số ngày mưa lớn (R≥50 mm) trong năm thời kì 1974 -2013 tại một số trạm trên lưu vực sơng Cầu
Từ hình 3.10 ta thấy, trên lưu vực có 6 trạm có số ngày mưa lớn giảm, đó là trạm Bắc Kạn, Định Hóa, Chợ Mới, Gia Bảy, Tam Đảo và Vĩnh Yên với hệ số góc nhỏ nhất là -0,008 (tại trạm Gia Bảy) và lớn nhất là -0,060 (tại trạm Vĩnh Yên). Ba trạm có số ngày mưa lớn tăng, đó là trạm Thái Nguyên, Chã và Phúc Lộc Phương với hệ số góc lần lượt là 0,052; 0,028 và 0,019.
3.1.4. Biến đổi của một số yếu tố khí hậu đến năm 2033 theo kịch bản BĐKH
1) Biến đổi của nhiệt độ khơng khí trung bình
Kết quả tính tốn Ttb, T1, T7 và hệ số góc của đường xu thế tuyến tính của chúng trong thời đoạn 2014-2033 theo kịch bản BĐKH (kịch bản trung bình A1B) [3] được dẫn ra trong bảng 3.8 và hình 3.11.
Từ bảng 3.8 và hình 3.11 ta thấy, trong thời đoạn 2014 - 2033, tại tất cả các trạm trên lưu vực đều có Ttb, T1 và T7 tăng lên với hệ số góc của nhiệt độ trung bình năm nhận giá trị từ 0,02 đến 0,06; của nhiệt độ trung bình tháng 1 nhận giá trị từ 0,03 đến 0,07 và của nhiệt độ trung bình tháng 7 nhận giá trị từ 0,07 đến 0,10. Nghĩa là nhiệt độ trung bình tháng 7 tăng nhiều hơn nhiệt độ trung bình tháng 1 và trung bình năm.
Hình 3.11. Đường thẳng biểu thị xu thế biến đổi của Ttb, T1 và T7 trong thời đoạn 2014- 2033 theo kịch bản BĐKH tại các trạm trên lưu vực sông Cầu
Bảng 3.8. Giá trị Ttb, T1, T7 và hệ số góc của đường xu thế tuyến tính của Ttb, T1, T7 tại một số trạm trên lưu vực thời kì 2014-2033
TT Tên trạm Nhiệt độ ( 0C) Hệ số góc a1 (0C/năm) Ttb T1 T7 a1 (Ttb) a1 (T1) a1 (T7) 1 Bắc Kạn 23,5 17,6 27,5 0,05 0,04 0,07 2 Định Hóa 25,6 18,4 31,2 0,06 0,06 0,09 3 Thái Nguyên 25,8 20,2 29,2 0,02 0,07 0,09 4 Tam Đảo 21,1 15,1 28,4 0,06 0,03 0,10 5 Vĩnh Yên 25,9 20,4 29,5 0,05 0,06 0,08 6 Bắc Ninh 25,3 12,3 29,3 0,04 0,06 0,07
2) Biến đổi của lượng mưa năm
Kết quả tính tốn lượng mưa năm và hệ số góc của đường xu thế tuyến tính của nó trong thời đoạn 2014 - 2033 theo kịch bản BĐKH (kịch bản trung bình A1B) được dẫn ra trong bảng 3.9 và hình 3.12.
Bảng 3. 9. Lượng mưa năm Rn (mm) và hệ số góc a1 (mm/năm) của đường xu thế tuyến tính lượng mưa năm tại một số trạm trong lưu vực sông Cầu thời đoạn 2014-2033
Trạm Bắc Kạn Định Hóa Thái Nguyên Chợ Mới Gia Bảy Chã Tam Đảo Vĩnh Yên Phúc Lộc Phương Tb Rn 915,2 895,4 1683,2 862,8 1683,2 1699,2 1683,2 1708,8 948,6 1342,2 a1 -4,42 -9,81 -0,85 -0,50 -0,85 3,22 -0,85 3,72 0,98 -0,50
Hình 3.12. Chuỗi thời gian và xu thế tuyến tính của lượng mưa năm(mm) một số trạm trên lưu vực sông Cầu thời kì 2014 -2033
Từ bảng 3.10 và hình 3.12 ta thấy, trong thời đoạn 2014 - 2033, tại hầu hết các trạm trên lưu vực có lượng mưa năm giảm và nơi giảm nhiều nhất là Định Hóa với hệ số góc lên tới -9,81, nơi giảm ít nhất là Chợ Mới với hệ số góc là -0,50. Bên cạnh đó lượng mưa tăng lại tăng lên tại ba trạm là Chã, Vĩnh Yên và Phúc Lộc Phương với hệ số góc lần lượt là 3,22; 3,72 và 0,98. Tuy nhiên, khi xét đến tổng lượng mưa năm trung bình trên tồn lưu vực thì thấy rằng, đại lượng này giảm với hệ số góc là -0,50.
3.2 TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU ĐẾN DỊNG CHẢY MẶT LƯU VỰC SƠNG CẦU SƠNG CẦU
Sơng, suối là sản phẩm của khí hậu, bất kể sự biến đổi nào của khí hậu đều ảnh hưởng đến dịng chảy của sơng, suối [10]. Bằng chứng về sự BĐKH trên lưu vực sông Cầu đã được dẫn ra trong phần trên, chúng đều nằm trong một hệ thống nhất có liên quan chặt chẽ, mật thiết và phụ thuộc vào nhau, tác động đến tất cả các lĩnh vực trên lưu vực nói chung và dịng chảy mặt nói riêng. Kết quả thực tế cho thấy, lượng mưa có tác động đến dòng chảy mặt trên lưu vực một cách khá rõ nét. Lượng mưa trên lưu vực liên tiếp giảm trong các thời đoạn làm giảm đáng kể lượng dòng chảy mặt trên lưu vực. Sự biến đổi của phân bố lượng mưa và biến đổi mùa mưa cũng dẫn tới sự biến đổi về phân phối
dòng chảy và mùa dịng chảy. Để có được lưu lượng dịng chảy mùa và dịng chảy năm, như đã nói trên, luận văn đã sử dụng mơ hình MIKE NAM để tính tốn.
3.2.1. Tác động của biến đổi khí hậu đến dòng chảy năm
1) Xu thế của dòng chảy năm
Kết quả tính xu thế biến đổi của lưu lượng dòng chảy năm tại các tiểu khu trên lưu vực thời kì 1974-2013 được dẫn ra trong bảng 3.10 và hình 3.13.
Bảng 3.10. Hệ số góc (m3/s/năm) của xu thế tuyến tính lưu lượng nước đến tại các tiểu khu trong lưu vực thời kì 1974-2013
Tiểu khu a1 Tiểu khu a1 Tiểu khu a1 Tiểu khu a1
I1 -0,091 I5 -0,016 I9 -0,026 III1 -0,021
I2 -0,054 I6 -0,052 I10 0,001 III2 0,003
I3 -0,031 I7 -0,015 II1 -0,075 IV1 0,008
I4 -0,078 I8 -0,023 II2 -0,023 IV2 0,038
Hình 3.13. Hệ số góc của đường xu thế tuyến tính lưu lượng dịng chảy đến thời kì 1974- 2013 tại các tiểu khu trên lưu vực sông Cầu
Từ bảng 3.10 và hình 3.13 ta thấy, nhìn chung, lưu lượng dịng chảy tại hầu hết các lưu vực giảm với hệ số góc từ -0,015 (tiểu khu I7) đến -0,091 (tiểu khu I1); có bốn tiểu khu có lưu lượng tăng nhưng hệ số góc nhỏ, chỉ từ 0,001 đến 0,008, ngoại trừ tại tiểu khu IV2 là có hệ số góc tương đối đáng kể với giá trị là 0,038.
Để hiểu rõ hơn về diễn biến của lưu lượng dòng chảy trong thời đoạn trước so với thời đoạn sau. Luận văn tiến hành tính hệ số góc riêng cho từng thời đoạn một. Kết quả tính tốn chuỗi thời gian của lưu lượng dòng chảy đến tại các tiểu khu trên lưu vực được biểu diễn trên hình 3.14 và bảng 3.11.
Hình 3.14. Chuỗi thời gian và xu thế biến đổi tuyến tính của lưu lượng nước tại các tiểu lưu vực thời đoạn 1974-1993 và thời đoạn 1994-2013
Từ hình 3.14 và bảng 3.11 ta thấy, xu thế của dòng chảy tại các tiểu lưu vực khá đồng pha với nhau trên toàn lưu vực. Trong thời đoạn 1974-1993 lưu lượng dòng chảy tại vùng thượng sông Cầu (tiểu lưu vực I1-I6 và I10) có xu thế giảm (hệ số góc âm), mức giảm lớn nhất tại tiểu lưu vực I4 với hệ số góc là -0,099, giảm ít nhất tại tiểu lưu vực I6 với hệ số góc là -0,013; tại vùng sơng Công (tiểu lưu vực II1, II2), vùng sông Cà Lồ và hạ sông Cầu, lưu lượng dịng chảy có xu thế tăng (hệ số góc dương) với mức tăng lớn nhất nhận giá trị hệ số góc là 0,316 ở tiểu lưu vực II2 thuộc vùng sông Công, nhỏ nhất tại tiểu lưu vực III2 tại vùng sơng Cà Lồ với
giá trị hệ số góc là 0,031, các tiểu lưu vực khác dao động từ 0,034- 0,299.
Bảng 3.11. Hệ số góc (m3/s/năm) của xu thế tuyến tính lưu lượng nước tại các tiểu lưu vực trong lưu vực thời đoạn 1974-1993 và 1994-2013
Khu vực Tiểu lưu vực Diện tích lưu vực (km2) Thời đoạn 1974-1993 1994-2013 Khu thượng sông Cầu I1 395,1 -0,074 -0,155 I2 284,2 -0,054 -0,017 I3 533,7 -0,014 -0,099 I4 431,6 -0,099 -0,126 I5 87,95 -0,020 -0,026 I6 382,2 -0,013 -0,115 I7 133,8 0,045 -0,063 I8 451,4 0,086 0,023 I9 428,3 0,353 -0,285 I10 423 -0,057 0,005 Khu sông Công II1 514,6 0,058 -0,213 II2 438,9 0,316 -0,257 Khu sông Cà Lồ III1 423,8 0,299 -0,244 III2 300,2 0,031 -0,023 Khu hạ sông Cầu IV1 107,2 0,034 -0,011 IV2 787,6 0,179 0,035
Trong thời đoạn 1993-2013, ngoại trừ tiểu lưu vực I8 tại vùng thượng sông Cầu và tiểu lưu vực IV2 ở vùng hạ sơng Cầu có xu thế tăng với hệ số góc nhận giá trị lần lượt là 0,023 và 0,035, thì xu thế của lưu lượng dịng chảy tại các tiểu lưu vực chủ yếu đều giảm (hệ số góc âm), với mức giảm nhiều nhất tại tiểu lưu vực I9 ở vùng thượng sông Cầu, nhận giá trị hệ số góc là -0,285, mức giảm nhỏ nhất tại tiểu lưu vực IV1 ở vùng hạ sơng Cầu với hệ số góc là -0,011. Các tiểu lưu vực khác dao động từ -0,017 đến -0,213.
2) Đặc trưng của dịng chảy năm
Kết quả tính tốn các đặc trưng của dịng chảy năm được dẫn ra trong bảng 3.12 và hình 3.15.